近年来,随着无线电频谱资源变得日趋紧张,CRAHN网络已成为一个研究热点。网络中每个节点都具有频谱感知能力,它们地位平等,以自组织、多跳方式进行组网。CRAHN网络适用于复杂的电磁环境,能够以自适应方式实现无线宽带多跳系统,在应急通信领域有广泛的应用前景。本文基于二级分簇CRAHN网络拓扑结构,研究适用于该背景下的协作中继方案。首先介绍了协作通信的相关理论,对传统802.11的MAC层关键协议进行了说明,概括了中继技术的分类,并详细介绍了两类传统协作中继策略,分析它们各自的优缺点。接着,本文在已有的基于中继列表的协作策略基础上,提出了适用于二级分簇网络的协作中继方案,并分为簇内中继与簇间中继进行讨论。新方案根据邻居节点表信息,在不同信道条件下采用不同的中继策略进行协作时机与最佳中继节点的选择。另外,相比簇内中继,簇间中继节点要求能够进行收发频率切换。最后仿真结果表明,提出的方案具有一定的实际应用价值。然后,本文重点研究了簇内通信CP时段非实时业务传输时的协作中继策略。在传统CoopMAC协议的基础上,提出了基于即时信道信息与节点剩余能量的协作中继方案。该方案无需维护中继列表,动态选择中继节点,并且能够避免信道条件好的节点的过度利用,适用于有突发业务的自组织移动网络。仿真表明在网络饱和吞吐量性能略微下降的情况下,能大大增加网络生存时间。最后,本文重点研究了与协作通信相关的物理层关键技术。设计了一个协作控制模块,在物理层对接收数据完成部分操作,只将处理结果以报告形式发送给MAC层,以节省信号处理时间。物理层采用OFDM调制技术,它是一种多载波传输方案,能够有效对抗窄带噪声与多径效应。本文详细介绍了与协作通信密切相关的信道译码模块的原理以及硬件实现方法,并在FPGA硬件环境下进行了时序仿真。仿真结果表明设计的模块满足实验要求。